基于SVPWM控制的T型逆变器的研究

朱红　凌文青　王洋

摘要：由于Z源逆变器的输出电压具有较宽的输出范围，谐波含量较少，可以完成单级并网，在电能变换系统中多有应用。为了进一步提高电压增益和减少谐波含量，提出采用T源逆变器对Z源逆变器的电路拓扑进行改进，其特殊的T源网络减少了无源器件的使用，采用改进的SVPWM技术控制T源逆变器，在Matlab/Simulink下进行仿真实验，仿真结果验证了该逆变器拓扑的优点。

关键词：T源逆变器；谐波含量；改进SVPWM

中图分类号：TM464文献标志码：A

文章编号：1672-1098（2016）02-0076-04

Abstract： As a wide range of output voltage， less harmonic wave content， and the single-stage grid， the Z source inverter has many applications in the power conversion system. In order to further improve the efficiency of the power converter， to improve the Z source inverter circuit topology by using T source inverter was put forward. Its special T source network reduces the use of passive devices. Advantages of the converter were verified by simulation experiment with the modified SVPWM control on the Matlab/Simulink.

Key words： T source inverter； harmonic wave content； modified SVPWM

随着人们对能源需求的增加，促进了人们对功率变换器的研究。文献[1]提出的Z源逆变器克服传统逆变器的不足，通过阻抗网络和占空比完成升降压，减小功率转换阶段，减少输出电压谐波含量。为了进一步提高电压增益和减少谐波含量，近年来提出了多种电路拓扑和控制策略。对Z源逆变器拓扑结构进行改进，将Z源逆变器的Z源网络用“T”形网络代替，即T源逆变器。其减少了无源器件的使用，减少了功率转换环节，提高了输出电压增益，降低了谐波含量。

本文介绍了T源逆变器的工作原理，并采用改进SVPWM技术来控制T源逆变器，并在Matlab/Simulink环境下搭建基于改进SVPWM控制的T源逆变器仿真模型，并与Z源逆变器进行比较。

1T源逆变器的工作原理

T源逆变器可分为电压型T源逆变器和电流型T源逆变器两种，本文主要分析的是电压型T源逆变器，其电路拓扑如图1所示[2]。

T源逆变器可实现单级逆变，通过改变占空比来进行升降压，与Z源逆变器相似，采用独特的阻抗网络将直流电压源和逆变电路连接在一起[3]，T型网络是由一个带小漏电感和电容的脉冲变压器组成。与Z源网络相比，T源网络减少了无源器件的使用，减少功率变换阶段，降低了输出电压的谐波含量。

由于阻抗网络的设计允许逆变器可以运行在直通状态下，此时，能量从电感向电容转移，从而提高逆变器的升压性能，不需要设置死区时间，减少输出波形的谐波和增强系统的瞬态响应，因此在较低的LC滤波可以得到较理想的正弦输出波形。采用T源逆变器可以减少浪涌电流和谐波，T源逆变器有两个工作状态：直通状态和非直通状态。

1.1直通状态

在直通状态下，二极管反向偏置，等效电路如图2所示。图中，Vin为输入电压；Vout为输出电压；L、C组成T形网络。

4结语

针对现有Z源逆变器电路拓扑及控制方式上的不足提出了T型逆变器及改进型SVPWM控制方式，并深入分析了其稳态工作原理。与传统逆变器相比，采用T型逆变器及改进SVPWM控制方式具有以下优点：

1）在同等的直流输入电压条件下，T源逆变器比Z源逆变器具有更高的电压增益，且暂态响应快，应用范围广泛[7]。

2）T源逆变器使用较少的无源器件，明显减少输出电压谐波含量，减少谐波污染，提高了供电质量。

参考文献：

[1]肖旭. 阻抗源并网逆变器的拓扑改进及其单周控制策略研究[D].重庆大学，2012.

[2]贾斌. Z源逆变器控制及应用研究[D].青岛： 山东科技大学.2012.

[3]黄鑫， 陈劲操， 闻寅啸， 等. 基于Z源逆变技术的新型STATCOM研究[J]. 电力系统保护与控制， 2011， 39（20）： 6-10.

[4]薛平. 电动汽车电机驱动用Z源逆变器的实验研究[D]. 哈尔滨： 哈尔滨工业大学， 2013.

[5]张静. Z源逆变器控

制及应用研究[D]. 济南： 山东大学， 2010.

[6]郭良兵. 基于Z源逆变器的UPS系统研究[D]. 青岛： 山东科技大学， 2011.

[7]姜来福. 基于Quasi-Z源网络的光伏并网逆变系统的研究[D]. 江苏大学， 2013.

（责任编辑：何学华吴晓红）